KR100250387B1 - 자기 접착성 부직 탄성 압축성 복합 재료 - Google Patents

자기 접착성 부직 탄성 압축성 복합 재료 Download PDF

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KR100250387B1
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캐더린 패아스 쥬디스
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로날드 디. 맥크레이
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Abstract

본 발명에서는 적어도 하나의 탄성 복합 재료; 및 이 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분 상에 배치된 자기 접착성 물질 코팅으로 이루어지고, 약 0.204 기암(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 약 45% 이상 압축되어 약 0,089 cm(0.035 인치)이상의 두께가 될 수 있는 자기 접착성 부직 탄성 복합재료가 제공된다. 이 탄성 복합 재료는 엘라스토머성 부직 섬유 웹 및 이 엘라스토머성 부직 섬유 웹과 이격된 위치에서 결합되고 이 이격된 위치 사이에 개더를 형성하는 적어도 하나의 비교적 비탄성의 개더 형성 재료는 함유한다. 이러한 탄성 복합 재료는 이 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분 위에서 자기 점착성 물질로 코팅될 수 있으며, 자기 점착성 재료의 박리 강도는 탄성 복합 재료의 층들의 박리 강도보다 작다. 또한, 본 발명은 인체 의학 또는 수의학에서 사용하기 위한 탭 또는 붕대 형태의 자기 점착성 제품도 제공한다.

Description

자기 접착성 부직 탄성 압축성 복합 재료
제1도는 다층 탄성 압축성 복합 재료의 일례를 나타내는 도면.
제2도는 탄성 압축성 복합 재료에 대한 인장 시험 동안 측정된, 신장율과 하중의 관계를 나타내는 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 스트레치-본디드 라미네이트 구조를 갖는 엘라스토머성 복합 재료
12 : 엘라스토머성 복합 재료 14 : 엘라스토머성 부직 섬유 웹
16 : 결합 지점 18 : 제1 개더 형성 물질층
20 : 제2 개더 형성 물질층 22 : 개더
본 발명은 자기 접착성(Self-adhesive) 직물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
인체 의학 및 수의학 분야에서는 오래전부터 부상을 예방하고 재부상을 방지 하는데에 랩 또는 붕대를 사용하여 왔다. 예를 들면, 피부, 힘줄, 근육 및 (또는) 인대 부상 또는 재부상을 예방하기 위해서 뿐만아니라 지지대를 제공하기 위해서 수족을 감싼다.
수의학 분야에서는, 런-다운(run-down)이라고 불리는 증상을 방지하기 위해서 조련사들이 말의 다리에 붕대를 감아서 사용해 왔다. 말이 질주 또는 경주할 때, 말의 힘줄, 인대 및 뼈는 순간적으로 4536 내지 5443 kg(10,000 내지 12,000 파운드)이 넘는 하중을 받을 수 있다. 이러한 하중은 말의 다리로 전달되는데, 이로 인해 구절의 배굴(背屈)이 야기된다(즉, 구절이라고 불리는 말 다리의 하부가 극심한 하중으로 인해 구부러져서 쓰러지거나 또는 넘어져서 땅에 닿게 된다). 말이 넘어지는 경우, 말의 구절의 뒷부분이 벗겨지고 째져서 벌어질 수 있다; 즉, 사람 피부 상에서 심한 마찰로 인해 생기는 화상에 비할만한 증상이다. 부상당한 구절이 감염되는 겅우, 말은 절름발이가 될 수 있으므로, 조련하다거나 경주한다는 것이 불가능해진다.
과거에는, 마굿간 및 경마장에서 말을 보호하기 위하여 직포 비밀착성 트랙용 랩 붕대가 사용되었다. 예를 들면, 런-다운을 방지하기 위해 말의 구절을 감싸주었다. 이러한 붕대를 감싸주는 것은 수의사 및 조련사에게는 중요한 관심사였다. 감싸고 있는 동안 그 재료가 포개어지거나 또는 주름이 잡힌다면, 붕대는 불균형적인 지지대를 제공하거나 또는 높은 장력을 받는 영역을 가질 것이다. 궁극적으로, 이것은 말의 다리에서 혈액 순환과 관련하여 문제를 일으킬 수 있다.
일반적으로, 랩 제품은 감싸진 영역에 대해 약 0.204 기압(3 psi) 미만의 압력을 가하도록 사용된다. 예를 들면, 약 0.068 기압(1 psi)와 같은 저압이 바랍직하다. 상당한 압력을 가하는 랩은 순환과 관련하여 문제를 일으킬 수 있다. 어떤 상황에서는, 가해지는 압력의 크기를 조절하는데에 탄성 및(또는) 압축성 물질로 제조된 랩을 이용할 수 있다.
베트랩(Vetrap) 및 에퀴스포트TM(EquisportTM)(이들 모두 Minnesota Mining and Manufacturing Company 제품) 랩과 같이 말을 위해 사용되는 자기 접착성 부직 탄성 랩 제품은 일반적으로, 탄성 재료의 신축력 때문에 비(非)접착성직포 랩에 비해 수족에 대해 보다 더 양호한 에너지 흡수성 및 밀착성과 같은 개선점을 제공한다. 일반적으로, 이러한 부직 탄성 재료는 직포보다 값이 덜 비싸다. 그러나, 몇몇 부직 재료의 경우에는 강한 자기 접착 특성이 탄성과 결합해서, 개인, 조련사 또는 기타 등등이 붕대를 말의 수족에 안전하고 정확하게 감싸주는데 어려움을 줄 수 있다.
몇몇 부직 랩 제품은 탄성 및 자기 접착 특성을 제공하기 위해 라텍스로 함침시킨다. 그러나, 러텍스 함침은 나쁜 기상 조건(예 : 고온 및 (또는) 고습) 하에서 고무 감촉 및 불균일한 붕대 성능을 야기시킨다. 또한, 라텍스 함침은 공기 및 수증기 투과성을 감소시킨다.
다른 부직 랩 제품은 제품의 전체 길이를 따라서 일련의 평행한 탄성 필라멘트 열을 포함한다. 어떤 경우에는, 각 탄성 필라멘트가 장력이 높은 가압 지점 또는 면적을 형성시킬 수 있으며, 이러한 가압 지점 또는 면적의 형성은 불편함을 제공할 수 있다.
자기 접착성 제품은 단독으로 사용하거나 또는 쿠션 붕대와 함께 사용할 수 있다. 이러한 쿠션 붕대는 압축성이며, 자기 접착성 제품에 의해 감싸여진 수족에 대해 유연성 및 편안함을 제공한다. 그러나, 입수 가능한 자기 접착성 제품은 자기 접착성을 가지면서도 유연성 및 편안함을 제공하기에 충분한 압축성을 가지는 재료에 대한 요구를 충족시키지 못해왔다.
또한, 자기 접착성 랩 붕대는 수의학 이외의 분야에서도 많은 응용성을 갖는다. 예를 들면, 탄성 랩은 인체 의학에서 이용된다. 예를 들면, 스포츠 의학에서는 피부, 힘줄, 근육 및(또는) 인대 부상 또는 재부상을 방지할 뿐만 아니라 경제적인 재료를 이용한 지지체를 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 자기 접착성이고 탄성이며 압축성인 경제적인 재료가 요구되고 있다. 또한, 비교적 인성이 존재하고, 영구적이며, 중량이 가볍고, 공기 및 수증기에 대해 비교적 투과성이 있는 상기 특성을 갖는 재료가 요구되고 있다. 예를 들면, 붕대가 탄성이며, 압축성이고, 공기 및(또는) 수증기에 대해 비교적 투과성이고, 일회용으로 고려해도 될 정도로 경제적이 되게 하는 재료로 실질적으로 또는 전부 이루어지는 자기 접착성 랩 또는 붕대가 요구되고 있다.
본 명세서에서 사용되는 "탄성"이라는 용어는 바이어스력이 가해질 때 약 60% 이상 연신될 수 있고, 즉 신장될 수 있고(즉, 이완된 비(非)바이어스 길이의 약160% 이상이 되는 연신된 바이어스 길이까지 신장될 수 있고), 연신·신장력이 제거될 때 신장된 길이의 55% 이상을 회복하게 되는 물질을 의미한다. 가설적인 예로는, 어떤 물질의 2.54cm(1 인치)크기의 샘플이 있다고 가정할 때, 이 물질은 4.06cm(1.60 인치) 이상의 길이로 신장될 수 있고, 4.06 cm(1.60 인치)로 신장시켜서 가해진 힘을 제거할 때 3.23cm(1.27 인치) 이하의 길이로 회복한다. 많은 탄성물질은 60% 보다 훨씬 높은 정도(즉, 그 물질의 이완 상태 길이의 160% 보다 훨씬 높은 정도)까지 신장될 수 있고, 예를 들면 100% 이상까지 신장될 수 있고, 이러한 물질 중 다수가 신장력이 제거될 때 실질적으로 그의 초기의 이완 상태 길이로 회복하고, 예를 들면 그 물질의 원래의 이완 상태 길이의 105% 이내로 회복한다.
본 명세서에서 사용되는 "비탄성"이라는 용어는 상기 "탄성"이라는 용어의 정의에 포함되지 않는 물질을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "종 방향"이라는 용어는 웹이 형성되는 동안 섬유가 침착되는 형성 표면의 이동 방향에서의 부직 섬유 웹의 평면 치수를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "횡 방향"이라는 용어는 상기 정의한 종 방향에 대해 수직을 이루는 방향에서의 부직 섬유 웹의 평면 치수를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "Z 방향"이라는 용어는 물질 시이트의 두께 방향, 즉 길이 및 폭 치수로 이루어지는 평면에 대해 수직을 이루는 방향을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "일회용"이라는 용어는 단 1회 사용되는 물품에만 한정되는 것은 아니며, 수회 사용 후 더러워지거나 또는 사용할 수 없게 된 경우에 버릴 수 있는 물품도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 "탄성 복합 재료"라는 용어는 다성분 재료 또는 다층 재료일 수 있는 탄성 재료를 의미한다. 예를 들면, 다층 재료는 개더 형성 층이 탄성층과 결합한 지점 사이에서 개더를 형성할 수 있도록 1개 이상의 탄성층이 적어도 두 지점에서 1개 이상의 개더 형성 층과 결합된 재료일 수 있다. 이러한 다층 탄성 복합 재료는 결합 지점 사이에서 개더가 형성된 비탄성 물질이 탄성 물질이 신장하는 것을 허용하는 정도까지 연신될 수 있다. 이러한 종류의 다층 탄성 복합 재료는 예를 들면 1988년 1월 19일자로 등록된 반데르 윌렌(Vander Wielen)등의 미합중국 특허 제4,720,415호에 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다.
본 명세서에서 사용되는 "스트레치-대-스톱(stretch-to-stop)"이라는 용어는 특정한 크기의 장력이 가해질 때 탄성 복합 재료의 비연장 치수와 탄성 복합 재료의 최대 연장 치수 사이의 차이를 탄성 복합 재료의 비연장 치수로 나누어 줌으로써 계산되는 비를 의미한다. 스트레치-대-스톱을 백분율로 나타내는 경우에는 이 비에 100을 곱해준다. 예를 들면, 2000g의 힘이 가해질 때 비연장 길이가 12.7cm(5 인치)이고 최대 연장 길이가 25.4cm(10 인치)의 탄성 복합 재료의 스트레치-대-스톱(2000g의 힘이 가해질 때)은 100%이다. 또한, 스트레치-대-스톱은 비파괴성 최대 신장을 의미할 수도 있다. 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 스트레치-대-스톱 값은 2000 g의 하중이 가해질 때 측정되는 값으로 기재하였다. 스트레치-대-스톱을 측정하는 방법의 예는 비교예 2에 기재되어 있다.
본 명세서에서 사용되는 "부직 웹"이라는 용어는 각각의 독립적인 섬유 또는 스레드(thread)가 식별가능한 반복적인 방식이 아니라 서로 개재되어 존재하는 구조를 갖는 웹을 의미한다. 과거에는, 부직 웹이 예를 들면 용융취입법, 스펀본딩법 및 본디드 카디드 웹 형성법과 같은 여러가지 다양한 방법으로 제조되어 왔다.
본 병세서에서 사용되는 "자생 접착"이라는 용어는 외부에서 가해지는 접착제 또는 결합제를 사용하지 않고 섬유 및(또는) 필라멘트를 융합 및(또는) 자기 접착시킴으로써 제공되는 접착을 의미한다. 자생 접착은 섬유 및(또는) 필라멘트의 적어도 일부분이 반(半) 용융되거나 또는 점착성을 가질 때 섬유 및(또는) 필라멘트 사이를 접촉시킴으로써 제공될 수 있다. 또한, 자생 접착은 섬유 및(또는) 필라멘트를 형성하는데에 사용되는 열가소성 중합체와 점착성 수지를 블렌딩시킴으로써 제공될 수도 있다. 이러한 블렌드로부터 형성된 섬유 및(또는) 필라멘트는 가압 및(또는) 가열 처리하에 또는 이러한 처리없이 자기 결합될 수 있다. 또한, 섬유 및 필라멘트들을 융합시키는데에 용매를 사용할 수도 있으며, 이 융합은 용매 제거 후에도 존재한다.
본 명세서에서 사용되는 "용융취입 섬유"라는 용어는 다수의 미세하고 일반적으로 원형인 다이 모세관을 통해서 용융된 열가소성 물질을 용융 스레드 또는 필라멘트로서, 용융 열가소성 물질 필라멘트를 유세화(維細化)시켜서 직경을 감소 시키며 미세 섬유 직경으로까지 감소시킬 수 있는 고속 기체(예 : 공기) 스트림내로 압출시킴으로써 형성되는 섬유를 의미한다. 이어서, 용융 취입 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고, 수집 표면 상에 침착되어 랜덤하게 수집된 용융취입 섬유의 웹을 형성한다. 이 방법은 예를 들면 부틴(Butin)의 미합중국 특허 제3,849,241호에 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다.
본 명세서에서 사용되는 "미세 섬유"라는 용어는 평균 직경이 약 100마이크론 이하, 예를 들면 평균 직경이 약 0.5 마이크론 내지 약 50 마이크론인 직경이 작은 섬유를 의미하고, 특히 미세 섬유는 평균 직경이 약 4 마이크론 내지 약 40 마이크론일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "스펀본디드 섬유"라는 용어는 방사구금의 모세관의 크기가 압출되는 필라멘트의 직경과 동일한 다수의 미세하고 통상적으로 원형인 모세관을 통해 용융 열가소성 물질을 필라멘트로서 압출시킨 후, 예를 들면 인출 연신 또는 기타 다른 공지의 스펀본딩 메카니즘을 이용하여 신속하게 감소시킴으로써 형성되는 직경이 작은 섬유를 의미한다. 스펀본디드 부직 웹을 제조하는 것에 대해서는 예를 들면 아펠(Appel) 등의 미합중국 특허 제4,340,563호 및 도르쉬너(Dorschner) 등의 미합중국 특허 제3,692,618호와 같은 특허에 기재되어 있다. 본 명세서에서는 이 특허 문헌을 참고로 인용한다.
본 명세서에서는 사용되는 "중합체"라는 용어는 일반적으로 단독 중합체, 예를 들면 블럭 공중합체, 그래프트 공중합체, 랜덤 공중합체, 교호(交互) 공중합체 및 삼원공중합체 등과 같은 공중합체 및 이들의 혼합물 및 변형물을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 달리 명시하지 않는 한, "중합체"라는 용어는 그 물질의 모든 가능한 기하학적 배열을 포함한다. 이러한 배열은 이소택틱, 신디오택틱 및 랜덤 대칭성들을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 "초흡수성"이라는 용어는 수성 액체 중에 4시간 동안 함침되는 동안 액체(예 : 흡수성 물질 1 g 당 증류수)를 10 g 이상 흡수하고, 약 0.102 기압(1.5 psi) 이하의 압축력 하에서 흡수된 액체를 실질적으로 모두 보유할 수 있는 흡수성 물질을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "주로 이루어진"이라는 용어는 어떤 조성물 또는 제품의 바람직한 특성에 중요한 영향을 미치지 않는 추가 물질의 존재를 배제하지 않는 것을 의미한다. 이러한 추가 물질의 예로는 안료, 산화 방지제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 유동 촉진제, 입상 물질 및 조성물의 가공성을 증진시키기 위해 첨가되는 물질이 있으나, 이들에 한정되지는 않는다.
종래의 자기 접착성 탄성 부직 랩 및(또는) 붕대와 관련된 문제점들은 본 발명의 자기 접착성 부직 탄성 압축성 복합 재료에 의해 해결되었다.
자기 접착성 부직 탄성 압축성 복합 재료는 약 0.204 기압(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 적어도 약 45% 압축되어 약 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있는, 적어도 하나의 탄성 복합 재료 및 상기 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분 상에 위치하는 자기 접착성 물질 코팅으로 이루어진다. 예를 들면, 자기 접착성 재료는 약 0.204 기압(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 적어도 약 55% 압축되어 약 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께로 될 수 있다. 또다른 예른 들면, 자기 접착성 재료는 약 0.204 기압(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 적어도 약 55% 압축되어 약 0.102 cm(0.040 인치) 내지 약 0.508 cm(0.2 인치)의 두께로 될 수 있다. 또다른 예를 들면, 자기 접착성 재료는 약 0.068 기압(1 psi)의 압력에서 Z 방향으로 적어도 약 35% 압축되어 약 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께로 될 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 탄성 복합 재료는 (1) 1층 이상의 엘라스토머성 부직 섬유 웹; 및 (2) 엘라스토머성 부직 섬유 웹의 이격된 위치에서 결합되어 이격된 위치 사이에 개더를 형성하는 1층 이상의 비교적 비탄성의 개더 형성 물질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 이러한 자기 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료 층들을 결합시키는 박리 강도보다 작다. 예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 약 5% 이상 작을 수 있다. 다른 예를 들면, 자지 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 약 10 내지 약98% 작을 수 있다. 또다른 예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 약 20 내지 약 95% 작을 수 있다. 바람직하게는, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 2.54 cm(1 인치) 당 약 0.045 kg(0.1 파운드) 내지 약 0.45 kg(1.0 파운드)일 것이다. 예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 2.54 cm(1 인치) 당 약 0.135 kg(0.3 파운드) 내지 약 0.225 kg(0.5 파운드)일 수 있다. 바람직하게는, 자기 접착성 물질의 로울을 권출하는데에 필요한 힘의 크기는 2.54 cm(1 인치)당 약 0.135 kg(0.3 파운드) 내지 약 0.9 kg(2.0 파운드)이다. 예를 들면, 자기 접착성 물질의 로울을 권출하는데에 필요한 힘의 크기는 2.54 cm(1 인치) 당 약 0.225 kg(0.5 파운드) 내지 약 0.54 kg(1.2 파운드)일 수 있다.
본 발명에 따르면, 자기 접착성 물질의 코팅은 개더 형성 물질 위에 배치될 수 있다. 몇몇 실시 태양에서, 자기 접착성 물질의 코팅은 개더 형성 물질에 존재하는 개더의 돌출 부분 위에만 배치될 수 있다. 복합 재료가 개더 형성 물질 층 및 엘라스토머성 섬유 웹 층으로 이루어지는 경우, 자기 접착성 물질의 코팅은 엘라스토머성 섬유 웹 상에 배치될 수 있다.
자기 접착성 물질의 코팅물은 고온 용융 접착성 필라멘트 및(또는) 섬유의 랜덤하게 분산된 망 형태일 수 있다. 자기 접착성 물질의 코팅물은 예를 들면 폴리올레핀, 접착 수지 및 왁스의 혼합물을 기본 성분으로 할 수 있는 고온 용융 접착제와 같이 적당한 통상의 시판 고온 용융 접착제의 코팅물일 수 있다.
본 발명에 따르면, 개더 형성 층은 예를 들면 스펀본디드 섬유 웹, 용융 취입 섬유 웹, 본디드 가트디 섬유 웹, 적어도 하나의 스펀본디드 섬유 웹, 용융 취입 섬유 웹 또는 본디드 카디드 섬유 웹을 함유하는 다층 물질과 같은 부직 섬유 웹일 수 있다.
본 발명의 일면에서, 개더 형성 층은 섬유 혼합물, 및 예를 들면 목재 펄프, 스테이플 섬유, 입상 물질 또는 초흡수성 물질과 같은 1종 이상의 다른 물질로 이루어지는 복합 물질일 수 있다. 의약 물질을 섬유 물질과 혼합시킬 수 있다.
본 발명의 엘라스토머성 부직 섬유 웹 성분은 용융 취입 마이크로 섬유를 포함할 수 있는 엘라스토머성 용융 취입 섬유 부직 웹이 바람직하다. 본 발명의 일면에서, 엘라스토머성 부직 웹은 장력이 집중된 가압 지점 또는 면적을 형성시키지 않고 폭을 따라서 장력을 분포시킬 수 있는 밀착성 연신성 시이트이다. 탄성 용융 취입 섬유는 예를 들면, 엘라스토머성 폴리에스테르, 엘라스토머성 폴리우레탄, 엘라스토머성 폴리아미드, 에틸렌과 1개 이상의 비닐 모노머의 엘라스토머성 공중합체 및 엘라스토머성 A-B-A' 블럭 공중합체(여기서, A 및 A'은 동일하거나 또는 상이한 열가소성 중합체이고 B는 엘라스토머성 중합체 블럭임)와 같은 엘라스토머성 중합체일 수 있다. 이 엘라스토머성 중합체는 가공 보조제와 혼합시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일면에서, 탄성 부직 섬유 웹은 일반적으로 웹의 평면 치수중의 어느 하나를 따라서 배치되어 실질적으로 균일하게 배열된 용융 취입 섬유를 포함하는 이방성 부직 섬유 웹일 수 있다. 또한, 엘라스토머성 용융 취입 섬유는 엘라스토머성 용융 취입 섬유, 및 예를 들면 목재 펄프, 스테이플형 섬유, 입상 물질 또는 초흡수성 물질과 같은 1종 이상의 기타 다른 물질로 이루어진 혼합물일 수도 있다. 예를 들면, 스테이플형 섬유는 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유, 폴리올레핀 섬유, 셀룰로오스 유도 섬유, 다성분 섬유, 천연 섬유, 흡수성 섬유, 전기 전도성 섬유 또는 상기 섬유 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 입자 물질은 예를 들면 활성탄, 점토, 전분 및 금속 산화물일 수 있다.
본 발명의 일면에 따르면, 자기 접착성 복합 재료는 기초 중량이 약 40 내지 약 400 gsm일 수 있다. 예를 들면, 기초 중량은 약 100 내지 약 250 gsm일 수 있다.
본 발명의 또다른 일면에 따르면, (1) 엘라스토머성 용융 취입 섬유로 형성된 1개 이상의 부직 웹; (2) 이 엘라스토머성 부직 섬유 웹의 이격된 위치에서 결합되어 이격된 위치 사이에 개더를 형성하는, 섬유 및 예를 들면 목재 펄프, 스테이플형 섬유, 입상 물질 및 초흡수성 물질과 같은 1종 이상의 기타 다른 물질로 이루어진 혼합물로 형성된 1개 이상의 비교적 비탄성의 개더 형성 물질; 및 (3) 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분 상에 배치되는 자기 접착성 물질의 코팅으로 이루어지는 자기 접착성 부직 탄성 복합 재료가 제공된다.
본 발명의 또다른 일면에서, 자기 접착성 탄성 복합 재료는 인체 의학 또는 수의학에서 사용하기 위한 랩 또는 붕대 형태의 제품이다. 이러한 랩 또는 붕대에서, 자기 접착성 탄성 복합 재료는 스트레치-대-스톱 신장율이 약 25% 이상일 수 있다. 예를 들면 , 스트레치-대-스톱 신장율은 약 35 내지 400% 이상일 수 있다.
제1도는 다층 탄성 압축성 복합 재료의 일례를 나타낸다.
제2도는 일례의 탄성 압축성 복합 재료에 대해 인장 시험을 하는 동안 측정된 신장율에 대한 하중의 그래프를 나타낸다.
본 발명은 자기 접착성 부직 탄성 압축성 복삽 재료를 제공한다. 본 발명에 따르면, 자기 접착성 부직 탄성 복합 재료는 약 0.204 기압(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 약 45% 이상 압축되어 약 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있는, 1개 이상의 탄성 복합 재료 및 상기 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부표면의 적어도 일부분 상에 배치된 자기 접착성 물질의 코팅물로 이루어질 수 있다. 탄성 복합 재료는 적당한 탄성 복합 재료, 탄성 발포체 등일 수 있다. 바람직하게는 자기 접착성 탄성 복합 재료는 1개 이상의 탄성 층 및 이 탄성 층과 적어도 두 지점에서 결합되고 이 결합 지점 사이에서 개더를 형성하는 1개 이상의 개더 형성 층으로 이루어진 다층 물질이다. 일반적으로 말하자면, 탄성 복합 재료는 (1) 1개 이상의 엘라스토머성 부직 섬유 웹; 및 (2) 엘라스토머성 부직 섬유 웹의 이격된 위치에서 결합되어 이격된 위치 사이에서 개더를 형성하는 1개 이상의 비교적 비탄성의 개더 형성 물질로 이루어질 수 있다.
이러한 탄성 복합 재료는 결합 지접 사이에서 개더가 형성된 비탄성 물질이 탄성 물질이 신장하는 것을 허용하는 정도까지 연신될 수 있다. 탄성 복합 재료의 한 종류를 스트레치-본디드 라미네이트라고 부른다. 이러한 스트레치-본디드 라미네이트는 예를 들면 상기에서 참고 인용한 바 있는 반데르 윌렌 등의 미합중국 특허 제4,720,415호에 기재된 바에 따라 제조될 수 있다.
예를 들면, 엘라스토머성 부직 섬유 웹은 공급 로울로부터 권출되어 S-로울 배열의 닙을 통해 통과할 수 있다. 또한, 엘라스토머성 웹은 인-라인(in-line)으로 형성되어, 먼저 공급 로울에 저장되지 않은 채 직접 닙을 통해 통과할 수 있다.
일반적으로 말하자면, 탄성 웹은 역-S 경로로 S-로울 배열의 닙을 통해 통과할 수 있다. S-로울 배열로부터, 탄성 웹은 결합 로울 배열에 의해 형성된 가압 닙을 통해 통과한다. 연신된 물질을 안정화시키고 연신 정도를 조절하기 위해 S-로울 배열과 결합 로울 배열 사이에 추가의 S-로울 배열을 도입할 수 있다. S-로울 배열의 로울의 주변 선형 속도가 결합 로울 배역의 로울의 주변 선형 속도보다 작아지도록 조절하기 때문에, 탄성 웹은 S-로울 배열과, 결합 로울 배열의 가압 닙 사이에서 장력을 받게 된다. 로울의 속도 차이를 조정함으로써, 탄성 웹은 바람직한 정도로 연신되고 이러한 연신 상태가 유지되도록 장력을 받게 된다.
동시에, 제1 및 제2 개더 형성 층은 공급 로울로부터 권출되어 결합 로울러 배열의 닙을 통해 통과한다. 제1 개더 형성 층 및(또는) 제2 개더 형성 층은 예를 들면 용융 취입법, 스펀본딩법, 또는 필름 압출법과 같은 압출법에 의해 인-라인으로 형성되어, 먼저 공급 로울 상에 저장되지 않은 채 직접 닙을 통해 통과할 수 있는 것으로 여겨진다.
제1 개더 형성 층 및 제2 개더 형성 층은 결합 로울 배열을 통해 통과하는 동안 탄성 웹(이 웹은 신장 상태로 유지되어 있음)에 결합되어 탄성 복합 재료(예:스트레치-본디드 라미네이트)를 형성한다.
스트레치-본디드 라미네이트는 S-로울 배열 및 결합 로울 배열에 의해 제공 된 장력이 제거될 때 즉시 이완됨으로써 이 스트레치-본디드 라미네이트에서 제1 개더 형성 층 및 제2 개더 형성 층이 개더를 형성하게 된다. 이어서, 스트레치-본디드 라미네이트는 권취기에 권취된다.
제1도에서는 스트레치-본디드 라미네이트 구조를 가지는 엘라스토머성 복합 재료(10)의 일례를 예시한다(개요적이며, 층의 상대적인 두께 및 엠보싱 영역의 크기 등은 반드시 실제 치수로 나타내지는 않았음). 엘라스토머성 복합 재료(12)는 엘라스토머성 부직 섬유 웹(14), 및 이 웹의 이격된 위치(16)에서 결합되어 이격된 위치 사이에서 개더를 형성하는 제1 개더 형성 물질 층(18) 및 제2 개더 형성 물질 층(20)을 포함한다. 일반적으로 말하자면, 엘라스토머성 복합 재료는 오직 한 방향으로만 연신 및 회복되게 할 수 있거나 또는 적어도 두 방향으로 연신 및 회복되게 할 수 있다. 대부분의 목적을 위하여, 연신 및 회복은 한 방향으로만 되는 것이 적당하다. 두 방향으로 연신 및 회복될 수 있는 엘라스토머성 복합 재료의 예는 1992년 5월 26일자로 등록된 모르만(Morman)의 미합중국 특허 제5,116,662호에 개괄적으로 기재된 바에 따라 제조될 수 있다. 또한 , 이 특허는 본 출원의 양수인에게 일반 양도되었다. 이 특허의 내용을 본 명세서에서는 참고로 인용된다.
일반적으로 말하자면, 개더 형성 충돌이 이격된 위치(16) 사이에서 개더(22)를 형성하도록 부직 섬유 웹(14)에 제1 개더 형성 물질 층(18) 및 제2 개더 형성 물질 층(20)을 결합시킴으로써 제조되는 스트레치-본디드 라미네이트 재료의 바람직한 특성은 바람직한 수준의 유연성 및 편암함을 제공할 수 있는 유용한 수준의 Z 방향 압축성(즉, 두께 방향 압축성)을 갖는 재료를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 탄성 복합 재료는 약 0.068 기압(1 psi)의 압력에서 Z 방향으로 약 35% 이상 압축되어 약 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있어야 한다. 예를 들면, 탄성 복합 재료는 약 0.204 기압(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 약 55% 이상 압축되어 약 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있다. 또다른 예를 들면, 탄성 복합 재료는 약 0.204 기압(3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 약 55% 이상 압축되어 약 0.102 cm(0.040 인치) 내지 약 0.508 cm(0.2 인치)의 두께가 될 수 있다.
자기 접착성 물질의 코팅물은 자기 접착성 물질의 박리 강도가 탄성 복합 재료를 결합시키는 층의 박리 강도보다 작게 되도록 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분에 첨가된다. 탄성 복합 재료의 탈적층화(즉, 층분리)를 방지하기 위해서는 자기 접착성 물질의 박리 강도가 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 작은 것이 매우 바람직하다.
예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 약 5% 이상 작을 수 있다. 또다른 예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 약 10 내지 약 98%작을 수 있다. 또 다른 예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 탄성 복합 재료를 결합시키는 박리 강도보다 약 20 내지 약 95% 작을 수 있다. 바람직하게는, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 2.54cm(1 인치) 당 약 0.045 kg(0.1 파운드) 내지 약 0.45 kg (0.1 파운드)이다. 예를 들면, 자기 접착성 물질의 박리 강도는 2.54 cm(1 인치) 당 약 0.135 kg (0.3 파운드) 내지 약 0.9 kg (2.0 파운드)이다. 예를 들면, 자기 접착성 물질의 로울을 권출하는데에 필요한 힘의 크기는 2.54 cm (1 인치) 당 약 0.225 kg(0.5 파운드) 내지 약 0.54 kg(1.2 파운드)일 수 있다.
자기 접착성 물질의 코팅물은 개더 형성 물질 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시 태양에서는, 자기 접착성 물질의 코팅물이 개더 형성 물질에 존재하는 개더의 돌출 부분 위에만 배치될 수 있다. 복합 재료가 개더 형성 물질 층 및 엘라스토머성 섬유 웹 층으로 이루어지는 경우, 자기 접착성 물질의 코팅물은 엘라스토머성 섬유 웹 상에 배치될 수 있다.
자기 접착성 물질이 탄성 복합 재료 상에 프린트되거나, 브러쉬되거나 또는 분사될 수 있는 유기 용매 기재 접착제 또는 물 기재 접착제(예 : 라텍스 접착제) 일 수 있다고 고려되는 경우, 자기 접착성 물질 코팅물은 통상의 고온 용융 접착제 분무 장치에 의해 제조되는 고온 용융 접착성 필라멘트 및(또는) 섬유의 랜덤하게 분산된 망 형태인 것이 바람직하다. 또한, 고온 용융 자기 접착성 물질 코팅물은 예를 들면 반원형 패턴과 같은 패턴으로 적용하는 것이 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 고온 용융 자기 접착성 물질과 같은 자기 접착성 물질은 1990년 8월 21일자로 등록된 하인델(Heindel) 등의 미합중국 특허 제4,949,668호에 개괄적으로 기재된 바에 따라서 탄성 복합 재료에 적용할 수 있다. 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다. 바람직하게는, 고온 용융 접착제 코팅물은 스트레치-본디드 라미네이트 재료가 비교적 작은 크기의 장력을 받는 동안 도포되어야한다. 예를 들면, 고온 용융 접착제 코팅물은 스트레치-본디드 라미네이트 재료가 그 재료가 접착제 도포 공정을 통해 이동하는데 필요한 충분한 장력만을 받고 있는 동안에 도포될 수 있다.
자기 접착성 물질 코팅물은 예를 들면 열가소성 중합체(예 : 열가소성 폴리올레핀), 접착성 수지 및 왁스의 혼합물을 함유할 수 있는 고온 용융 접착제와 같은 적당한 통상의 시판 고온 용융 접착제 코팅물일 수 있다.
사용될 수 있는 고온 용융 자기 접착성 물질의 예로는 자생 접착체 6631-117-1 및 자생 접착제 6631-114-4 (이들 모두 미합중국 뉴저지주 브리지워터 소재 National Starch ＆ Chemical Company, Adhesives Division 제품)를 들 수 있다. 기타 다른 자기 접착성 물질로는 예를 들면 고온 용융 접착제 H-9140 (미합중국 위스콘신주 와우와토사 소재 Findley Adhesives, Incorporated 제품)을 들수 있다. 이러한 자기 접착성 물질들은 예를 들면 산화방지제, 안정화제, 계면 활성제, 유동 촉진제, 입상 물질 및 조성물의 가공성을 증진시키기 위해 첨가되는 물질과 같은 기타 다른 물질들과 혼합할 수 있다.
일반적으로 말하자면, 개더 형성 층은 예를 들면 스펀본디드 섬유 웹, 용융 취입 섬유 웹, 본디드 카디드 섬유 웹, 스펀본디드 섬유 웹, 용융 취입 섬유 웹, 또는 본디드 카디드 섬유 웹 중 적어도 하나를 포함하는 다층 물질과 같은 부직 섬유 웹일 수 있다. 적당한 비엘라스토머성 섬유 형성 수지 또는 블렌드는 부직개더 형성 물질 층을 형성하는데 이용할 수 있다. 예를 들면, 이러한 중합체로는 폴리올레핀, 비엘라스토머성 폴리에스테르, 비엘라스토머성 폴리아미드, 셀룰로오스 유도중합체, 염화비닐 및 롤리비닐알코올을 들 수 있다.
개더 형성 층은 용융 취입 섬유 및 기타 다른 섬유 물질 및(또는) 입자의 실질적으로 균질한 혼합물로 이루어진 복합 재료일 수 있다. 이러한 혼합물의 예는 미합중국 특허 제4,209,563호에 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용하며, 이 문헌에서는 용융 취입 섬유 및 기타 다른 섬유 물질을 뒤섞어서 랜덤하게 분삼된 섬유로 된 단일의 밀착성 웹을 형성한다. 이러한 복합 웹의 또다른 예는 상기에서 인용한 미합중국 특허 제4,741,949호에 기재된 바와 같은 기술에 의해 제조될 것이다. 이 특허는 용융 취입 열가소성 섬유 및 기타 다른 물질의 혼합물을 함유하는 부직 재료를 기재한다. 랜덤하게 분산된 섬유의 밀착성 웹을 형성하기 위하여 수집 장치 상에 섬유가 수집되기 전에 용융 취입 섬유 및 기타 다른 물질, 예를 들어 목재 펄프, 스테이플 섬유, 또는 예를 들면 활성탄, 점토, 전분 또는 통상적으로 초흡수제로 불리는 수성 콜로이드(히드로겔) 입자와 같은 입상 물질이 친밀하게 뒤섞이도록 하기 위해 섬유 및 기타 다른 물질 들을 용융 취입 섬유가 생성되는 기체 스트림에서 혼합시킨다.
따라서, 자기 접착성 부직 탄성 복합 재료는 (1) 적어도 하나의 엘라스토머성 부직 섬유 웹 ; (2) 이 엘라스토머성 부직 섬유 웹의 이격된 위치에서 결합되어 이격된 위치 사이에 개더를 형성하는 용융 취입 섬유 및 예를 들면 목재 펄프, 스테이플형 섬유, 입상 물질 및 초흡수성 물질과 같은 1종 이상의 기타 다른 물질의 혼합물로 이루어진 적어도 하나의 비교적 비탄성인 개더 형성 물질; 및 (3) 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분 상에 배치되는 자기 접착성 물질 코팅으로 이루어질 수 있는 것으로 고려된다.
본 발명의 엘라스토머성 부직 섬유 웹 성분은 용융 취입 미세 섬유를 포함할 수 있는 엘라스토머성 용융 취입 섬유의 부직 웹인 것이 바람직하다. 엘라스토머성 부직 섬유 웹은 1개 이상의 통상의 용융 취입용 다이 배열을 이용하여 형성할 수 있다. 용융 취입용 다이 배열을 연속적으로 배열할 수 있고(또는) 1개 이상의 통상의 용융 취입 장치 또는 웹 형성 수단과 번갈아가면서 배열할 수 있다. 또한, 섬유층이 포개어 겹쳐지도록 하기 위해, 용융 취입 섬유 형성용 다이 여러개를 연속적으로 배열할 수도 있다. 또한, 예를 들면, 부직포, 편직, 직포 및(또는) 필름과 같은 물질로 된 1개 이상의 층 바로 위에 이방성 부직 섬유 웹을 형성할 수 있는 것으로 고려된다.
일반적으로, 적당한 엘라스토머성 섬유 형성 수지 및 이들의 혼합물을 엘라스토머성 용융 취입 섬유를 제조하기 위해 이용할 수 있다. 이 섬유는 동일하거나 또는 상이한 엘라스토머성 수지로부터 형성할 수 있다.
예를 들면, 엘라스토머성 용융 취입 섬유는 엘라스토머성 블럭 공중합체로부터 제조할 수 있다. 이러한 엘라스토머성 블럭 공중합체의 예는 일반식 A-B-A' (여기서, A 및 A' 은 각각 폴리(비닐 아렌)과 같은 스티렌성 부분을 함유하는 열가소성 중합체 말단 블럭이고, B는 공액 디엔 또는 저급 알켄 중합체와 같은 엘라스토머성 중합체 중간 블럭임)으로 나타내어질 수 있다. 블럭 공중합체는 예를 들어 (폴리스티렌/폴리(에틸렌-부틸렌)/폴리스티렌) 블럭 공중합체(Shell Chemical Company에서 크라톤(KRATON) G라는 상표로 시판함)일 수 있다. 이러한 블록 공중합체 중의 하나는 예를 들어 크라톤G-1657일 수 있다.
사용될 수 있는 엘라스토머성 물질의 다른 예로는 예를 들면 에스탄(ESTANE; B.F. Goodrich ＆ Co. 제품)이라는 상표로 시판되는 물질과 같은 폴리우레탄 엘라스토머성 물질, 예를 들면 페박스(PEBAX; Rilsan Company 제품)라는 상표로 시판되는 물질과 같은 폴리아미드 엘라스토머성 물질 및 예를 들면 하이트렐(Hyerel; E. I. Dupont De Nemours ＆ Company)라는 상표로 시판되는 물질과 같은 폴리에스테르 엘라스토머성 물질을 들 수 있다. 폴리에스테르 탄성 물질로부터 엘라스토머성 용융 취입 섬유를 제조하는 것에 대해서는 예를 들면 모르만(Morman)등의 미합중국 특허 제4,741,949호에 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다. 또한, 유용한 엘라스토머성 중합체로는 예를 들면 에틸렌과, 예를 들면 비닐 아세테이트, 불포화 지방족 모노카르복실산 및 이 모노카르복실산의 에스테르와 같은 1종 이상의 비닐 단량체와의 탄성 공중합체를 들 수 있다. 탄성 공중합체 및 이러한 탄성 공중합체로부터 엘라스토머성 용융 취입 섬유를 제조하는 것에 대해서는 예를 들면 다폰트(Daponte)의 미합중국 특허 제4,803,117호에 기재되어 있으며, 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다.
엘라스토머성 중합체에는 가공 보조제를 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 조성물의 가공성을 증진시키기 위해서 엘라스토머성 중합체(예 : 엘라스토머성 블럭 공중합체)에 폴리올레핀을 혼합시킬 수 있다. 이와 같이 혼합시켜서 승압 및 승온 조건을 적절히 조합시킨 상태에서 처리할 때, 폴리올레핀은 엘라스토머성 중합체와 함께 혼합된 형태로 압출될 수 있는 것이어야 한다. 이러한 혼합에 이용되는 유용한 폴리올레핀 물질로는 예를 들면 에틸렌 공중합체, 프로필렌 공중합체 및 부텐 공중합체를 포함하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리부텐을 들 수 있다. 특히 유용한 폴리에틸렌은 페트로텐(Petrothene) NA 601(또한, 본 명세서에서는 PE NA 601 또는 폴리에틸렌 NA 601로도 표기함)(U.S.I. Chemical Company 제품)라는 상표로 시판되는 것이다. 이러한 폴리올레핀 중 2종 이상을 사용할 수 있다. 엘라스토머성 중합체와 폴리올레핀과의 압출가능한 혼합물은 예를 들면 상기에서 인용한 바 있는 미합중국 특허 제4,663,220호에 기재되어 있다.
바람직하게는, 엘라스토머성 용융 취입 섬유는 자생 접착을 증진시키기 위하여 어느 정도의 점착성 또는 접착성을 가져야 한다. 예를 들면, 엘라스토머성 중합체 그 자체는 섬유로 형성될 때 점착성일 수 있거나 또는 다른 한편으로는 자생 접착하는 점착성화된 엘라스토머성 섬유를 제공하기 위해 상기 압출가능한 엘라스토머성 조성물에 상용성의 점착성화 수지를 첨가할 수 있다. 점착성화 수지 및 점착성화된 압출가능한 엘라스토머성 조성물에 관해서는 미합중국 특허 제4,787,699호에 기재된 수지 및 조성물을 인용한다. 본 명세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다.
엘라스토머성 중합체와 상용성이고 높은 가공(예 : 압출) 온도를 견딜 수 있는 점착성화 수지이면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 엘라스토머성 중합체(예 : 엘라스토머성 블럭 공중합체)를 예를 들면 폴리올레핀 또는 중량 오일과 같은 가공 보조제와 혼합시키는 경우, 점착성화 수지는 이러한 가공 보조제와도 상용성이 있어야 한다. 일반적으로, 수소 첨가된 탄화수소는 온도 안정성이 보다 더 양호하기 때문에, 바람직한 점착성화 수지이다. 수소 첨가된 탄화수소 수지의 예는 리갈레쯔TM(REGALREZTM) 및 아르콘TM(ARKONTM)이다. 조나타크TM(ZONATAKTM) 501 라이트(lite)는 테르펜 탄화수소의 일례이다. 리갈레쯔TM탄화수소 수지는 헤르큘레스 인코퍼레이티드(Hercules Incorporated)로부터 입수 가능하다. 아르콘TMP 시리즈의 수지는 아라카와 케미칼(유.에스.에이.) 인코퍼레이티드(Arakawa Chemical (U.S.A.) Incorporated)로부터 입수 가능하다. 물론, 본 발명은 이들 세종류의 점착성화 수지를 사용하는 것에 한정되지 않으며, 조성물의 다른 성분들과 상용성이 있고 높은 가공 온도에서 견딜 수 있는 기타 다른 점착성화 수지도 사용할 수 있다.
일반적으로, 엘라스토머성 섬유를 형성하는데에 사용되는 혼합물은 예를 들면 엘라스토머성 중합체 약 40 내지 약 80 중량%, 폴리올레핀 약 5 내지 약 40중량% 및 수지 점착제 약 5 내지 약 40 중량%를 함유한다. 예를 들면, 특히 유용한 조성물은 크라톤TMG-1657 약 61 내지 약 65 중량%, 폴리에틸렌 NA 601 약 17 내지 약 23 중량% 및 리갈레쯔TM1126 약 15 내지 약 20 중량%를 함유한다.
위에서 개더 형성 층에 대해 기술한 바와 같이, 엘라스토머성 부직 웹은 용융 취입 섬유 및 기타 다른 섬유 물질 및(또는) 입상 물질의 실질적으로 균질한 혼합물을 함유할 수도 있다. 이러한 물질 및 방법의 예는 상기에서 인용한 바 있는 미합중국 특허 제4,209,563호 및 제4,741,949호에 기재되어 있다.
탄성 부직 섬유 웹은 웹의 평면 치수 중의 하나, 예를 들면 종 방향을 따라서 일반적으로 배열되어 실질적으로 균일하게 배열된 용융 취입 섬유를 함유하는 이방성 부직 섬유 웹일 수 있다. 이러한 이방성 부직 섬유 웹은 자기 접착성 탄성 복합 재료의 탄성 성분이 모든 방향으로 동일한 연신 및 회복 특성을 필요로 하지는 않는 경우에 바람직할 것이다. 개더 형성 물질이 라미네이트가 연신하는 것을 허용하는 방향으로만 탄성 성분이 필요한 연신 및 회복 특성을 가지게 하고자 하는 경우에는, 웹이 등방성인 경우보다 비교적 덜 엘라스토머성인 물질을 사용할 수 있을 것이다. 엘라스토머성 물질은 일반적으로 값이 꽤 비싼 경향이 있기 때문에, 목적하는 물리적 특성을 달성하면서도 엘라스토머성 물질의 양을 감소시킬 수 있을 것이다. 이러한 이방성 탄성 섬유 웹은 예를 들면 피츠(Fitts)등의 미합중국 특허 출원 제07/864,808호(출원일자 : 1992년 4월 7일)에 일반적으로 기재된 바에 따라 제조할 수 있으며, 본 병세서에서는 이 문헌을 참고로 인용한다.
일반적으로 말하자면, 자기 접착성 복합 재료는 기초 중량이 약 10 내지 약 400 gsm일 수 있다. 예를 들면, 자기 접착성 복합 재료는 기초 중량이 약 40 내지 약 400 gsm일 수 있다. 또다른 예를 들면, 기초 중량은 약 100 내지 약 250 gsm일 수 있다.
자기 접착성 탄성 복합 재료는 랩 또는 붕대와 같은 자기 접착성 제품으로서 이용할 수 있다. 이러한 랩 또는 붕대는 인체 의학 또는 수의학에서 폭넓게 이용된다. 자기 접착성 탄성 복합 재료가 랩 또는 붕대로서 이용되는 경우, 스트레치-대-스톱 신장율은 랩 또는 붕대가 목적 용도를 위한 적당한 수준의 장력에서 이용될 수 있게 하는 범위일 수 있다. 예를 들면, 자기 접착성 제품은 스트레치-대-스톱 신장율이 약 25% 이상인 탄성 복합 재료로 이루어질 수 있다 또다른 예를 들면, 자기 접착성 제품은 스트레치-대-스톱 신장율이 약 35 % 내지 약 400%인 탄성 복합 재료로 이루어질 수 있다.
[실시예]
부직 엘라스토머성 섬유 웹
부직 엘라스토머성 섬유 웹은 크라톤TMG-1657 약 63 중량%, 폴리에틸렌 NA 601 약 17 중량% 및 리갈레쯔TM1126 약 20 중량%를 함유하는 엘라스토머성 조성물로부터 제조된 엘라스토머성 용융 취입 섬유의 부직 웹이었다. 용융 취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹은 다중 뱅크에서 통상의 용융 취입법을 이용하여 제조하여 기초 중량이 약 70 gsm인 부직 엘라스토머성 섬유 웹을 얻었다.
스트레치-본디드 라미네이트
상기 부직 엘라스토머성 섬유 웹을 사용하여 스트레치-본디드 라미네이트라고 불리는 엘라스토머성 복합 재료를 여러개 제조하였다.
일반적으로 말하자면, 엘라스토머성 부직 섬유 웹(즉, 용융 취입 섬유 웹)을 형성 표면에 의해 일정한 속도로 운반시키고, 이보다 더 빠른 속도로 이동하는 픽-오프(pick-off) 로울에 의해 형성 표면으로부터 들어올린 후, 목적하는 수준의 신장율을 얻기 위해 특정 캘린더/형성 표면 연신비로 연신시켰다. 이 신장 상태에서 용융 취입 섬유의 연신된 엘라스토머성 부직 웹을 상부 및 하부 비탄성 웹 페이싱(facing)과 함께 캘린더 로울 내에 공급시켰다. 각 페이싱은 기초 중량이 약 14 gsm(약 0.4 1b/yd2)인 통상의 폴리프로필렌 스펀본디드 연속 필라멘트 웹이며, 이는 용융 취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹과 이격된 위치에서 결합시켜서 스트레치-본디드 라미네이트 구조를 형성하였다. 스트레치-본디드 라미네이트는 닙을 빠져나갈 때 이완되어서 개더 형성 물질에 개더 및 퍼커(pucker)가 형성되며, 엘라스토머성 성분은 일반적으로 대략 그의 예연신 치수로 수축되었다. 이 라미네이트는 약한 장력 하에서 구동 권취 로울 상에 권취시켰다.
자기-접착성 탄성 복합 재료
기초 중량이 약 100 gsm인 상기 스트레치-본디드 라미네이트를 미세한 고온 용융 접착제 분무액을 압출시키는 용융 분무 장치 하에서 통과시켰다. 고온 용융 접착제를 가할 때 스트레치-본디드 라미네이트는 이완(즉,비(非)연신) 상태에 있었다. 용융 분부 장치는 슬롯이 25.4 cm(10 인치)이고 이 슬롯에 2.54 cm(1 인치)의 플러쉬(flush) 당 20개의 호울을 갖는 통상의 용융 취입 다이 팁이었다. 접착제를 스트레치-본디드 라미네이트의 표면으로부터 3.8 cm(3/2 인치)의 형성 거리에서 분무해서 폭이 약 26.7 cm(21/2 인치)인 분무 패턴을 얻었다.
[실시예 1]
상표명 내쇼날(National) 70-3828 (National Starch ＆ Chemical Company, Adhesives Division 제품)으로 시판되는 고온 용융 접착제를 다음과 같은 기계 조건 하에서 처리하였다.
예비 용융 온도 = 127℃(260。F)
주 용융 온도 = 135℃(275。F)
호스 온도 = 138℃(280。F)
다이 온도 = 149℃(300。F)
공기 온도 = 232℃(450。F) 1.36 기압(20 psi)
형성 거리 = 3.8 cm(3/2인치)
이러한 조건에서, 다이로부터 나오는 접착제의 온도는 약 135℃(275。F) 내지 약 141℃(285。F)로 측정되었다.
30.5 m/분(100ft/분(fpm))의 기계 속도로 작업할 때, 첨가제 첨가량은 5g/㎡(gsm)인 것으로 계산되었다. 고무 코팅된 닙 로울을 박리지 슬리브(sleeve)로 덮고, 스트레치-본디드 라미네이트가 분무되어 권취될 때 박리지층 없이 스트레치-본디드 라미네이트가 처리되게 하였다. 제1 스트레치-본디드 라미네이트의 한쪽 면에 분무 코팅시킨 후, 코팅된 스트레치-본디드 라미네이트의 접착 특성을 검사한 결과, 접착제를 스트레치-본디드 라미네이트의 표면으로부터 박리시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
[실시예 2]
상표명 핀들레이(Findley) H-9140(Findley Adhesives Company 제품)으로 시판되는 고온 용융 접착제를 다음과 같은 기계 조건 하에서 처리하였다.
예비 용융 온도 = 166℃(330。F)
주 용융 온도 = 168℃(335。F)
호스 온도 = 168℃(335。F)
다이 온도 = 171℃(340。F)
공기 온도 = 232℃(450。F) 1.36 기압(20 psi)
형성 거리 = 3.8 cm(3/2인치)
이 접착제는 보다 더 높은 처리 조건을 필요로 한다는 것을 알 수 있었다. 제1 로울을 30.5 m(100fpm)의 선속도로 작동해서 5 gsm의 접착제 첨가 수준을 얻었다. 다시 이 로울을 통과시키고, 그 반대쪽 면에 분무 코팅해서 한쪽 면 당 접착제 첨가 수준이 5 gsm인 스트레치-본디드 라미네이트를 얻었다. 이 재료는 접착제가 스트레치-본디드 라미네이트 표면으로부터 떨어지지 않는다는 것을 알려 주었다.
코팅 수준, 공기 온도, 공기 압력 및 접착제 온도를 변화시켜서 목적하는 접착제 첨가 수준을 얻었다. 장치에 접착제가 축적되는 것을 방지하기 위해서 박리지를 사용할 필요가 있었다.
[실시예 3]
고온 용융 접착제는 상품명 핀들레이 H 9078-01(Findley Adhesives Company 제품)로 시판되는 것이었다. 이 특정 접착제가 그의 점도가 약 4000 센티포이즈 되는 수준까지 가열될 때 가장 효과적으로 작동한다는 것을 발견하였다. 다음과같은 기계 셋팅을 사용하여 목적하는 수준의 점도를 얻었다 :
접착제 작업 온도 = 149℃(300。F)
형성 거리 = 3.8 cm(3/2인치)
선속도 = 76.2 m/분(250 ft/분)
스트레치-본디드 라미네이트의 양쪽 면에 약 0.62 mg/㎠(4 mg/in2) 적재량으로 코팅하였다. 또한 폴리프로필렌 스펀본드 연속 필라멘트 표면 물질(기초 중량 = 14 gsm(0.4 oz/yd2))도 코팅하였다. 그러나, 이 물질에 대해서는 한쪽면에만 코팅하였다. 핀들레이 H 9078-01 고온 용융 접착제는 그 자체에 대해 양호한 수준의 점착성을 가지지만, 피부와 같은 표면에 대해 지나칠 정도의 접착성을 갖는 것으로 나타났다. 이 접착제는 너무 강하기 때문에, 스트레치-본디드 라미네이트의 자기 접착 성능을 시험할 때 이 재료의 스펀본디드 폴리프로필렌 층 및 엘라스토머성 섬유 웹 층이 분리되었다.
[실시예 4]
고온 용융 접착제는 상품명 내쇼날 70-3842(National Starch ＆ Chemical Company, Adhesives Division)으로 시판되는 것이었다. 이 특정 고온 용융 접착제는 다수의 기타 다른 접착제보다 훨씬 더 높은 점도를 가지기 때문에 다음과 같은 기계 셋팅을 선택하였다 :
접착제 작업 온도 = 182℃(360。F)
형성 거리 = 3.8 cm(3/2인치)
선속도 = 76.2 m/분(250 ft/분)
또한 이 접착제는 약 0.62 mg/㎠(4 mg/in2)의 적재량으로 각 면에 첨가하였다. 코팅된 물질은 이 접착제로부터 고무 촉감을 가졌으며, 이는 라텍스 함침 제품과 유사한 촉감이었다 내쇼날 70-3842 고온 용융 접착제로 코팅된 스트레치-본디드 라미네이트 2층을 잡아당겨서 분리시킬 때, 이 스트레치-본디드 라미네이트 표면으로부터 접착제가 길고 가느다란 단편으로 떨어져 나가는 것이 관찰되었다.
[실시예 5]
살품명 핀들레이 H-9054-01(Findley Adhesives Company 제품)로 시판되는 고온 용융 접착제를 다음과 같은 기계 조건으로 처리하였다 :
접착제 작업 온도 = 154℃(310。F)
형성 거리 = 3.81 cm(3/2인치)
선속도 = 76.2 m/분(250 ft/분)
이 접착제는 실시예 3의 접착제(즉, 핀들레이 접착제 H-9078-01)와 매우 유사하게 처리하였다. 그런, 이 재료는 점착성을 가지지 못하였다. 이밖에, 이 재료는 높은 수준의 자기 접착성을 가지는 것으로는 보이지 않았다.
[비교예]
다음 비교예는 웹을 탄성 부직 섬유 웹에 연결시켜서 스트레치-본디드 라미네이트 재료를 형성하기 전에 자기 접착 코팅을 스펀본디드 개더 형성 웹에 도포하는 방법을 예시한다. 이 실시예들은 이러한 자기 접착제가 코팅된 스펀본디드 개더 형성 웹이 유용한 스트레치-대-스톱 신장율을 갖는 스트레치-본디드 라미네이트 재료를 제조하는데에 이용될 수 있다는 것을 예시한다.
대조 물질
엘라스토머성 용융 취입 섬유의 부직 엘라스토머성 섬유 웹은 크라톤TMG-1657 약 63 중량%, 폴리에틸렌 NA 601 약 17 중량% 및 리갈레쯔TM1126 약 20 중량%를 함유하는 엘라스토머성 조성물로부터 제조하였다. 엘라스토머성 용융 취입 섬유는 기초 중량이 약 112 gsm인 부직 엘라스토머성 섬유 웹을 제조하기 위하여 다중 뱅크에서 통상의 용융 취입법을 이용하여 형성하였다.
엘라스토머성 부직 섬유 웹을 신장시켜서, 상기 방법에 따라서 이격된 위치에서 상부 및 하부 비탄성 웹 페이싱에 연결해서 스트레치-본디드 라미네이트를 제조하였다. 각 페이싱은 기초 중량이 약 14 gsm(0.4 os/yd2)인 통상의 폴리프로필렌 스펀본드 웹이었다. 이 스트레치-본디드 라미네이트는 이것이 닙을 빠져나갈 때 개더 형성 물질에 개더 및 퍼커가 형성되도록 이완되고, 엘라스토머성 성분은 일반적으로 대략 그의 예연신 치수로 수축되었다. 라미네이트를 약한 장력하에서 구동 권취 로울 상에 권취시켰다. 이 방법으로 제조된 재료 샘플들을 "대조" 물질로 명명하였다.
[비교예 1]
상품명 핀들레이 H-9078(Findley Adhesives Company)제품으로 시판되는 고온 용융 접착제를 실시예 3에 기재된 바와 같이 기초 중량이 14 gsm인 스펀본디드 폴리프로필렌 상에 코팅시켰다. 자기 접착제가 코팅된 스펀본디드 폴리프로필렌 웹을 상기한 바와 같은 스트레치-본디드 라미네이트 전환 공정으로 도입시켰다. 자기 접착제가 코팅된 스펀본디드 물질을 열 결합 기술을 이용하여 신장된 탄성 부직 섬유 웹에 연결시킬 때, 스펀본디드 물질은 매우 점착성이 커지고, 결합 닙에서 파쇄되는 경향이 있어서, 앙빌 로울 주위에 권취된다. 캘린더 로울 위에는 심지어 낮은 결합 온도에서조차도 상당량의 접착제가 축적되었다. 소량의 스트레치-본디드 재료가 제조되었다.
[비교예 2]
상폼명 핀들에이 H-9054(Findley Adhesives Company 제품)으로 시판되는 고온 용융 접착제를 실시예 5에 기재한 바와 같이 기초 중량이 14 gsm인 스펀본디드 폴리프로필렌 위에 코팅시켰다. 상기 스트레치-본디드 라미네이트 전환 공정에 도입시켜서 자기 접착제가 코팅된 스펀본디드 물질을 신장된 탄성 부직 섬유 웹에 연결시킬 때, 스펀본디드 물질은 비교예 1의 물질만큼 닙에 심하게 부착되지는 않았다. 그러나, 접착제는 회복율에 영향을 주지 않으므로, 물질은 캘리더 로울주위를 덮어 씌었다. 소량의 스트레치-본디드 재료가 제조되었다.
각 샘플에 대하여 스트레치-본디드 라미네이트의 스트레치-대-스톱 신장율을 측정하였다. 인스트론 모델 1122 유니버살 시험 장치 (Instron Molel 1122 Universal Test Equipment)에서 수행한 인장 시험으로부터 얻은 데이타(즉, 하중 및 신장율 측정치)를 사용하여 각 스트레치-본디드 라미네이트 샘플에 대해 하중 대 신장율 곡선을 만들었다. 제2도는 최대 하중 2000 gsm까지의 스트레치-본디드 라미네이트의 초기 신장율에 관한 일례로서의 하중 대 신장율 곡선을 나타낸다. 이 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 점 A와 B사이의 곡선에 대한 접선의 기울기는 주로 스트레치 본디드 라미네이트의 탄성 성분에 의해 제공되는 일반적인 신장율 대 하중 특성을 나타낸다.
하중 대 신장율 곡선의 기울기는 일단 스트레치-본디드 라미네이트가 완전 연신되어 라미네이트 중에 개더 또는 퍼커가 제거되면 실질적으로 증가한다. 이와 같은 기울기의 실질 증가 영역은 대략 라미네이트의 스트레치 대 스톱 신장율에서 일어난다. 이 영역에 이어지는 점 C와 D 사이의 곡선에 대한 접선의 기울기는 주로 스트레치-본디드 라미네이트의 비탄성 성분(즉, 개더 형성 웹)에 의해 제공되는 일반적인 신장율 대 하중 특성을 나타낸다.
A-B 및 C-D를 통과하는 선분들의 교차점을 교점이라고 부른다. 스트레치-대-스톱 신장율은 거의 교점에서의 신장율(즉, 교점 신장율)이다.
스트레치-대-스톱 시험의 결과는 상기 비교예에 대해서 다음과 같다 :
대조(접착제 비첨가) = 140 %
핀들레이 H9078 = 110 %
핀들레이 H9054 =100 %
자기접착성 탄성 재료에 대한 인장 시험
다음 실시예들은 세 종류의 자기 접착성 탄성 재료의 인장 특성에 대한 측정을 기술한다. 이들 재료 중 두 종류는 베트랩(VETRAP) 및 에퀴스포트TM(EQUISPORTTM)자기 접착성 랩 재료이다 (이 재료들은 Minnesota Mining and Manufacturing Company 제품). 다른 한 재료는 스펀본디드 폴리프로필렌 연속 필라멘트에 결합된 용융 취입 섬유의 탄성 부직 웹으로 이루어진 스트레치 본디드 라미네이트 제려로부터 제조된 자기 접착성 탄성 복합 재료이다. 이 재료에 대한 세부 사항은 후술한다.
세 종류의 재료 모두가 인스트론 시리즈 IX 자동화 소프트웨어가 장착된 인스트론 모델 1122 유니버살 시험 장치를 이용하여 동일 조건 하에서 시험하였다.
자기 접착성 스트레치-본디드 라미네이트
엘라스토머성 용융 취입 섬유의 부직 웹을 크라톤TMG- 1657 약 63 중량%, 폴리에틸렌 NA 601 약 17 중량% 및 리갈레쯔TM1126 약 20 중량%를 함유하는 엘라스토머성 조성물로부터 제조하였다. 기초 중량이 약 94 gsm인 부직 엘라스토머성 섬유 웹을 제조하기 위해 다중 뱅크에서 통상의 용융 취입법을 이용하여 용융 취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹을 제조하였다.
스트레치-본디드 라미네이트라고 불리는 수개의 엘라스토머성 복합 재료는 상기 부직 엘라스토머성 섬유 웹을 사용하여 제조하였다. 엘라스토머성 부직 섬유 웹을 신장시켜서, 상기 방법에 따라서 이격된 위치에서 상부 및 하부 비탄성 웹 페이싱에 연결시켜서 스트레치-본디드 라미네이트를 제조하였다. 각 페이싱은 기초 중량이 약 14 gsm(0.4 oz/yd2) 인 통상의 폴리프로필렌 스펀본드 웹이었다. 이 스트레치-본디드 라미네이트는 닙을 빠져나갈 때 이완되어서 개더 형성 물질에 개더 및 퍼커가 형성되고, 엘라스토머성 성분이 일반적으로 대략 그의 예연신 치수로 수축된다.
이 재료의 양쪽 면에 상기 실시예 2에 따라서 상품명 핀들레이 H-9140(Findley Adhesives Company 제품)로 시판되는 고온 용융 접착제로 분부 코팅시켰다.
스트래치-대-스톱 신장율
스트레치-대-스톱 신장율은 상기 인스트론 시험 장치를 사용하여 각 샘플에 대해서 측정하였다. 스트레치-대-스톱(STS)은 자기 접착성 스트레치-본디드 라미네이트(즉, 접착성 SBL)의 경우 약 130 %이었다. 베트랩자기 접착성 랩 재료에 대해 측정한 스트레치-대-스톱(STS)은 약 100 %이었고, 에퀴스포트TM자기접착성 랩 재료에 대해 측정한 스트레치-대-스톱(STS)은 약 140 %이었다.
T형 박리 시험
샘플 재료를 2.54 cm x 22.9 cm(1인치 x 9 인치)스트립으로 잘라내고, 그 뒷면을 상품명 3M 3650-G 테이프(Minnesota Mining and Manufacturing Company 제품)로 시판되는 접착성 테이프로 처리하였다. 이어서, 이것들을 함께 놓고, 5 파운드 로울러를 샘플 위에서 앞뒤로 약 10회 회전시켜서 "접착성" 면들을 서로 결합시켰다. 이 샘플들을 인스트론 시험 장치 위에 올려놓고, 다음과 같은 조건하에서 측정하였다 :
크로스헤드 속도 : 25.4 cm/분(10 인치/분)
게이지 길이 : 2.54 cm(1 인치)
그립 거리 : 2.54 cm(1 인치)
샘플 치수 : 2.54 cm x 22.9 cm(1 인치 x 9 인치)
샘플 종류 : ASTM D 1876-72 (1983년에 재인가됨)
죠오 크기 : 2.54 cm x 2.54 cm(1 인치 x 1인치) (두개 모두)
이 시험들로부터 다음 데이타를 얻었다.
[표 1] 자기 접착성 재료의 T형 박리 내성(평균 하중(g))
접착제 전단 강도
이 시험에 이용되는 샘플들을 5.1 cm x 15.2 cm(2 인치 x 6 인치) 스트립으로 잘라내고, 그 뒷면들을 3M 3650-G 테이프로 도포하였다. 이어서, 이것들을 접촉면적이 25.8 ㎠(4 인치2)이 되도록 접착성 면을 서로 부착시켰다. 샘플들을 인스트론 시험 장치 위에 올려 놓고, 다음 조건 하에서 인스트론 장치를 이용하여 수직으로 끌어당겼다.
크로스헤드 속도 : 25.4 cm/분(10 인치/분)
게이지 길이 : 7.6 cm(3 인치)
그립 거리 : 7.6 cm(3 인치)
샘플 치수 : 5.1 cm x 15.2 cm(2 인치 x 6 인치)
죠오 크기 : 7.62 cm x 2.54 cm(3 인치 x 1인치) (두개 모두)
이 시험들로부터 다음 데이타를 얻었다 :
[표 2] 자기 접착성 재료의 전단 시험
게이지 길이 50 % 및 스트레치-대-스톱 신장율 50 %에서의 인장강도
이 시험에서는 샘플들을 10.2 cm x 15.2 cm (4 인치 x 6 인치) 직사각형(재료의 종 방향으로 6 인치 길이)으로 잘라내었다. 각 샘플을 인스트론 시험장치 위에 올려놓고, 다음과 같은 조건 하에서 끌어당겨서 파열시켰다.
크로스헤드 속도 : 30.5 cm/분(12 인치/분)
게이지 길이 : 7.62 cm(3 인치)
그립 거리 : 7.62 cm(3 인치)
샘플 치수 : 10.2 cm x 15.2 cm(4 인치 x 6 인치)
샘플 종류 : ASTM D4964-89
죠오 크기 : 7.62 cm x 2.54 cm(3 인치 x 1인치; 두개 모두)
접착성 SBL,베트랩및 에퀴스포트TM샘플들은 모두 약간 상이한 스트레치-대-스톱 신장율을 가졌다. 이것은 50 % 게이지 길이에서 하중을 측정하는데에 영향을 미치지 않았다. 이 하중은 약 3.81 cm(1.5 인치)의 크로스헤드 이동 거리에서 측정하였다. 50 % 스트레치-대-스톱 신장율에서의 하중은 상기 스트레치-대-스톱 신장율에 따라서 이용가능한 크로스헤드 이동 거리의 50 %에서 측정하였다
[표 3] 자기 접착성 재료의 인장 강도
38.9 ℃(102。F)에서 자기 접착성 재료의 이완 시험
열적 이완에 대한 측정은 인스트론 시험 장치를 이용하여 수행하였다. 시험 죠오들은 샘플 환경(온도)이 조절될 수 있도록 하기 위해 시험하는 동안 인스트론 모델 3111 시리즈 808 환경 쳄버(문에 창문이 있음)로 둘러쌌다. 환경 쳄버는 목적하는 온도로 미리 셋팅시키고, 평형이 이루어지도록 하였다. 온도를 정확히 판독하기 위해 온도계를 사용하였다. 이완 시험에 이용되는 시험 샘플들을 10.2 cm x 15.2 cm(4 인치 x 6 인치)로 잘라내고, 인스트론 시험 장치의 죠오에 올려놓고, 그의 스트레치-대-스톱 신장율의 50 %로 연신시켰다(스트레치-대-스톱은 접착성 SBL의 경우 130 %이고, 베트랩의 경우 100 %이고, 에퀴스포트TM의 경우 140 % 임). 샘플들은 38.8 ℃(102。F)의 온도로 유지시킨 환경 챔버에서 그의 스트레치-대-스톱 신장율의 50 %에서 30분 동안 유지시켰다. 샘플들은 다음과 같은 조건 하에서 연신시켰다 :
크로스헤드 속도 : 25.4 cm/분(10 인치/분)
게이지 길이 : 10.2 cm(4 인치)
그립 거리 : 10.2 cm(4 인치)
샘플 치수 : 10.2 cm x 15.2 cm(4 인치 x 6 인치)
샘플 종류 : ASTM 4964-89
죠오 크기 : 10.2 cm x 3.8 cm(4 인치 x 1.5 인치; 쳄버 죠오)
이 시험으로부터 다음과 같은 데이타를 얻었다 :
[표 4] 자기 접착성 재료의 이완(38.8℃(102。F)에서 30분 후)
유사 숙성에 관한 연구
이 시험에서는, 가열 환경에 장기간 노출하는 경우 미치는 영향을 측정하기 위해 시험 매트릭스를 제조하였다. 세개의 상이한 온도 및 세개의 상이한 기간이 선택되었다. 이 연구는 약 93.3 ℃(200。F), 65.6 ℃(150。F) 및 37.8 ℃(100。F) 의 온도에 장기간 노출하는 것을 모방하기 위해 계획하였다. 샘플들을 이들 온도에 대해 세개의 상이한 가간 : 6시간, 24시간 및 1주일 동안 노출시켰다. 이 샘플들을 피셔 이소템프모델(Fischer IsotempModel) 282 진공 오븐에서 시험 온도로 유지시켰다. 각 샘플들은 인스트론 시험 장치 위에 올려 놓기전에 24시간 동안 냉각시키고, 다음과 같은 조건 하에서 잡아당겨서 파열시켰다 :
크로스헤드 속도 : 30.5 cm/분(12 인치/분)
게이지 길이 : 7.6 cm(3 인치)
그립 거리 : 7.6 cm(3 인치)
샘플 치수 : 10.2 cm x 15.2 cm(4 인치 x 6 인치)
샘플 종류 : ASTM 4964-89
죠오 크기 : 7.62 cm x 2.54 cm(3 인치 x 1 인치; 두개 모두)
이 시험들로부터 얻은 평균 데이타를 다음 표에 나타내었다.
[표 5] 39℃(102.2。F)에서 6시간 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 6] 39℃(102.2。F)에서 24시간 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 7] 39℃(102.2。F)에서 1주일 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 8] 64.2℃(147.6。F)에서 6시간 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 9] 64.2℃(147.6。F)에서 24시간 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 10] 64.2℃(147.6。F)에서 1주일 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 11] 96℃(204.8。F)에서 6시간 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 12] 96℃(204.8。F)에서 24시간 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
[표 13] 96℃(204.8。F)에서 1주일 동안 숙성시킨 자기 접착성 재료
자기 접착성 탄성 재료의 압축성 시험
여러가지 자기 접착성 탄성 복합 재료의 압축성은 표준 모델 압축성 측정기(미합중국 메릴랜드주 소재 Frazier Precision Instrument Company of Gaithersburg 제품)를 사용하여 측정하였다. 압축성 측정기에 직경 7.62 cm(3 인치)의 원형 푸트(foot)를 장착하고, 공기 압력을 푸트와 연결된 피스톤에 가하였다. 공기 압력은 샘플 상에 푸트에 의해 가해지는 특정 압축력을 제공하도록 조절하였다. 각 샘플은 직경 7.62 cm(3 인치)의 원형 푸트보다 더 컸다. 피스톤의 압력이 목적하는 수준에 도달하도록 약 5 내지 10초 간격으로 판독하였다. 2개의 두께를 기록하였다. 제1 두께는 압력을 약 0 기압(0 psi)으로부터 증가시킬 때 보정 압력에서 측정한 두께이었다. 제2 두께는 압력을 약 0.2 기압(3.0 psi)으로부터 감소시킬 때 보정 압력에서 측정한 두께였다. 표 14에 나타낸 값들은 5개의 샘플에 대해 측정한 값들의 평균치를 나타낸다. 이 결과들은 인치 단위로 기록하였다.
샘플 물질은 베트랩및 에퀴스포트TM 자기 접착성 랩 재료 (이들 두 재료는 Mining and Manufacturing Company 제품임); 코-플렉스(CO-FLEX) 접착성 가요성 붕대 랩 재료(미합중국 매사츄세츠주 소재 Andover Coating Company of Salisbury 제품)이었다. 다른 재료는 상기에서 인장 시험에 대해 기재한 바와 같이 스트레치-본디드 라미네이트 재료로부터 형성된 자기 접착성 탄성 복합 재료이었다.
본 발명을 몇몇 바람직한 실시 태양과 관련시켜 기술하였지만, 본 발명에 포함되는 주제는 이들 특정 실시태양으로 한정되지는 않는다는 것을 이해하여야 한다. 반대로, 본 발명의 주제는 첨부하는 특허청구 범위의 정신 및 영역에 포함시킬 수 있는 모든 대안, 변경 및 균등물을 포함시키고자 한다.

Claims (27)

  1. 적어도 하나의 엘라스토머성 부직 섬유 웹 및 이 엘라스토머성 부직 섬유 웹과 이격된 위치에서 결합하여 이격된 위치 사이에 개더를 형성하는 적어도 하나의 비교적 비탄성의 개더 형성 물질을 포함하는 적어도 하나의 탄성 복합 재료, 및
    이 탄성 복합 재료의 적어도 하나의 오부 표면의 적어도 일부분 상에 배치된 자기 접착성(Self-adhesive)물질 코팅물로 이루어지고, 0.204 기압 (3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 45 % 이상 압축되어 0.089 cm(0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있는 자기 접착성 부직 탄성 복합 재료
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 복합 재료가 0.068 기압 (1 psi)의 압력에서 Z 방향으로 35 % 이상 압축되어 0.089 cm (0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있는 복합 재료.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 복합 재료가 0.204 기압 (3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 55 % 이상 압축되어 0.089 cm(0.035 인치)이상의 두께가 될 수 있는 복합재료.
  4. 제2항에 있어서, 상기 탄성 복합 재료가 0.204 기압 (3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 55 % 이상 압축되어 0.102 cm(0.040 인치) 내지 0.508 cm (0.2 인치)의 두께가 될 수 있는 복합재료.
  5. 제1항에 있어서, 상기 자기 접착성 물질의 박리 강도가 탄성 복합 재료 층들의 박리 강도보다 작은 복합 재료.
  6. 제1항에 있어서 , 상기 자기 접착성 물질이 개더 형성 층 위에 배치되는 복합 재료.
  7. 제1항에 있어서 , 상기 자기 접착성 물질이 엘라스토머성 섬유 웹 위에 배치되는 복합 재료.
  8. 제6항에 있어서 , 상기 자기 접착성 물질이 개더 형성물질에 존재하는 개더의 돌출부분 위에만 배치되는 복합 재료.
  9. 제1항에 있어서 , 상기 자기 접착성 물질이 고온 용융 접착제 필라멘트 및 섬유의 랜덤하게 분산된 망 형태인 복합 재료.
  10. 제1항에 있어서 , 상기 자기 접착성 물질이 반원형 패턴으로 배치된 복합 재료.
  11. 제1항에 있어서 , 상기 개더 형성 층이 부직 섬유 웹인 복합 재료.
  12. 제1항에 있어서 , 상기 개더 형성 층이 스펀본디드 섬유 웹, 용융 취입 섬유 웹, 본디드 카디드 섬유 웹, 및 스펀본디드 섬유 웹, 용융 취입 섬유 웹 및 본디드 카디드 섬유 웹 중 적어도 어느 하나를 포함하는 다층 물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 탄성 복합 재료.
  13. 제1항에 있어서, 상기 개더 형성 층이 섬유, 및 목재 펄프, 스테이플 섬유, 입상 물질 및 초흡수 물질로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 기타 다른 물질의 혼합물로 이루어진 복합 물질인 탄성 복합 재료.
  14. 제1항에 있어서, 상기 엘라스토머성 부직 섬유 웹이 엘라스토머성 용융취입 섬유의 부직 웹인 복합 재료.
  15. 제14항에 있어서, 상기 엘라스토머성 용융 취입 섬유가 용융 취입 미세 섬유를 포함하는 복합 재료.
  16. 제14항에 있어서, 상기 탄성 부직 섬유 웹이 이 웹의 평면 치수 중의 어느 하나를 따라서 일반적으로 배열된 용융 취입 섬유가 실질적으로 균일하게 배치된 이방성 부직 섬유 웹인 탄성 복합 재료.
  17. 제14항에 있어서, 상기 용융 취입 섬유의 엘라스토머성 부직 웹이 엘라스토머성 폴리에스테르, 엘라스토머성 폴리우레탄, 엘라스토머성 폴리아미드, 에틸렌과 1종 이상의 비닐 모노머로 이루어진 엘라스토머성 공중합체 및 엘라스토머성 A-B-A' (여기서, A 및 A'은 동일하거나 또는 상이한 열가소성 중합체이고, B는 엘라스토머성 중합체 블럭임) 블럭 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 엘라스토머성 중합체로부터 제조되는 복합 재료.
  18. 제17항에 있어서, 상기 엘라스토머성 중합체가 가공 보조제와 혼합되는 복합 재료.
  19. 제14항에 있어서, 상기 엘라스토머성 용융 취입 섬유가 엘라스토머성 용융 취입 섬유, 및 목재 펄프, 스테이플형 섬유, 입상 물질 및 초흡수성 물질로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 기타 다른 물질의 혼합물을 더 포함하는 복합 재료.
  20. 제19항에 있어서, 상기 스테이플형 섬유가 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유, 폴리올레핀 섬유, 셀룰로오스 유도 섬유, 다성분 섬유, 천연 섬유, 흡수성 섬유, 전기 전도성 섬유 또는 상기 섬유 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 복합 재료.
  21. 제19항에 있어서, 상기 입상 물질이 활성탄, 점토, 전분 및 금속 산화물로 이루어지는 군으로부터 선택된 복합 재료.
  22. 제1항에 있어서, 기초 중량이 40 내지 400 gsm인 복합 재료.
  23. 제22항에 있어서, 기초 중량이 100 내지 250 gsm인 복합 재료.
  24. 엘라스토머성 용융 취입 섬유로 이루어진 적어도 하나의 부직 웹;
    비엘라스토머성 용융 취입 섬유와, 목재 펄프, 스테이플형 섬유, 입상 물질 및 초흡수성 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 기타 다른 물질과의 혼합물로 이루어지고, 상기 엘라스토머성 부직 섬유 웹의 이격된 위치에서 결합되어 이격된 위치 사이에 개더를 형성하는 적어도 하나의 비교적 비탄성의 개더 형성 물질; 및
    탄성 복합 재료의 적어도 하나의 외부 표면의 적어도 일부분 상에 배치된 자기 접착성 물질의 코팅물로 이루어지고, 0.204 기압 (3 psi)의 압력에서 Z 방향으로 45 % 이상 압축되어 0.089cm (0.035 인치) 이상의 두께가 될 수 있는 자기 접착성 부직 탄성 복합 재료.
  25. 제1항의 탄성 복합 재료로 이루어지는 인체 의학 또는 수의학에서 사용하기 위한 랩 또는 붕대 형태의 자기 접착성 제품.
  26. 제25항에 있어서, 상기 탄성 복합 재료의 스트레치-대-스톱(stretch-to-stop) 신장율이 25 % 이상인 자기 접착성 제품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 탄성 복합 재료의 스트레치-대-스톱 신장율이 35 % 내지 400 % 인 자기 접착성 제품.
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